Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ionenantrieb: Hoffnung auf Marsflug in 39 Tagen

23.07.2009
Radiofrequenz-Generator verstärkt bisherige Technik um das Hundertfache

Eine Antriebsform für Raketen, die auf die Plasmabildung von Ionen setzt, könnte die Reise zum Mars eines Tages auf 39 Tage verkürzen. Das behaupten Wissenschaftler der Ad Astra Rocket Company, einer 2005 vom ehemalige Space-Shuttle-Astronaut und Plasmaphysiker Franklin Chang-Diaz gegründeten Firma, im Online-Magazin New Scientist. In Laborversuchen testen sie derzeit eine Verbesserung des Ionenantriebs, der bereits bei mehreren unbemannten Raumfahrts-Missionen wie bei der NASA-Sonde Dawn oder der japanischen Sonde Hayabusa eingesetzt wurde.

Herkömmliche Raketen erzeugen Schub durch Verbrennung chemischen Treibstoffs, benötigen jedoch den Großteil davon für Überwinden der Schwerkraft der Erde. Ein auf Ionenenergie basierender Antrieb stößt elektrisch geladene Atome oder Ionen durch ein elektrisches Feld aus und bewegt dadurch das Raumschiff in die entgegengesetzte Richtung. Dabei entsteht weit weniger Schub als bei Treibstoff-betriebenen Raketen, wodurch sich ein Ionenantrieb allein nicht für das Verlassen der Erde eignet. Sobald sich eine Rakete jedoch im All befindet, eignet sich der Ionenantrieb jedoch sogar zum jahrelangen Antrieb. Die Beschleunigung geschieht dabei graduell, bis sich das angetriebene Objekt deutlich schneller als Treibstoff-betriebene Raketen bewegen.

Bisherige Ionenantriebe scheiterten daran, dass ihre Beschleunigung auf die Hinausleitung von erhitztem Plasma durch Metallgitter mit unterschiedlicher Spannungen basiert. Bei dieser Form des Antriebs drohen die Ionen das Gitter beim Auftreffen jedoch zu zerstören, was die Kraft und Lebensdauer der Rakete entscheidend verringert. Die Ad Astra-Forscher verbesserten diese Technik durch einen Antrieb namens VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket). Er basiert auf einem Generator für Radiofrequenzen, der die mitgeführten Plasma-Partikel erhitzt, zugleich jedoch nie mit den Ionen in Berührung kommt. Eine hundertfach stärkere Leistung als bisherige Raumfahrtsobjekte mit Ionenantrieb ist dadurch laut den Forschern in greifbarer Nähe.

Ähnlich der Funktion einer Dampfturbine, erhitzt VASIMR in der ersten Stufe ein Gas von Argon-Atomen bis zu einer Temperatur, an denen die Elektronen Plasma bilden. Wird das Plasma in dieser Form aus der Rakete geschossen, könnte es selbst Schubkraft erzeugen - allerdings mit geringem Wirkungsgrad. Um diesen zu optimieren, heizt eine zweite Stufe der Rakete die Ionen auf etwa eine Mio. Grad Celsius auf, was der Temperatur im Zentrum der Sonne entspricht. Dabei macht man sich die Tatsache zunutze, dass sich Ionen in starken Magnetfeldern wie etwa bei supraleitenden Magneten, mit einer fixen Frequenz drehen. Der Radiofrequenz-Generator wird auf dieselbe Frequenz eingestellt und speist noch zusätzlich Energie in die Ionen ein. Starke Magnetfelder leiten das Plasma aus dem hinteren Teil des Antriebs und treiben die Rakete in die entgegengesetzte Richtung fort.

"Es handelt sich um den leistungsstärksten Antrieb mit supraleitendem Plasma, der jemals hergestellt wurde", betont Jared Squire, Forschungsdirektor bei Ad-Astra, gegenüber New Scientist. Während die erste Stufe erstmals am 2. Juli erfolgreich getestet wurde, startete in der vergangenen Woche der Test der zweiten Stufe der Plasma-Erhitzung. Die erforderliche Energie könnte VASIMR grundsätzlich aus Sonnenenergie erhalten. Für eine 39-tägige Marsreise würde dies jedoch nicht ausreichen, sondern man wäre auf einen mitgeführten Atomreaktor angewiesen.

Johannes Pernsteiner | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.adastrarocket.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin
23.01.2017 | Ferdinand-Braun-Institut Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik

nachricht Einblicke ins Atom
23.01.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie